이윤호 교수 연구팀, 미생물에서 발견되는 생체효소 모사
연구진 단체사진
[대전=일요신문] 육심무 기자 = 한국과학기술원 이윤호 교수 연구팀이 미생물에서 발견되는 생체효소를 모사하여 일산화탄소를 효율적으로 전환하는 핵심 기술인 니켈 기반의 전이금속 촉매를 개발했다.
일산화탄소는 합성천연가스 등 다양한 화학물질로 전환될 수 있으나 일산화탄소가 금속 촉매와 너무 강하게 결합하여 촉매의 활성을 떨어뜨리고, 원하는 특정 물질로의 선택적 전환이 쉽지 않은 한계가 있다.
연구팀은 자연계의 생체효소를 체계적으로 모사하여 일산화탄소에 의해 촉매활성이 저해되지 않는 획기적인 일산화탄소 전환 촉매 기술을 개발했다.
CODH/ACS 효소의 활성자리인 3개의 황 원자로 배위된 니켈 금속을 모방하기 위해 다양한 세 자리 리간드를 이용한 니켈 화합물을 합성하고, 금속-탄소화합물의 전환반응을 유도했다.
일산화탄소에서 특정 물질로의 선택적 전환이 가능해진 것이다.
또한 인 또는 질소가 중심에 위치한 리간드를 사용해 금속이 각각 사면체 구조, 사각평면 구조를 선호하도록 유도했다.
이러한 기하학적 구조는 반응속도가 향상되도록 기여했다.
일산화탄소 탈수소효소(CODH) 중간체 모사 화합물
이윤호 교수는 “이 연구는 경직성 리간드를 활용해 금속 구조의 선택성을 높이고 일산화탄소 탈락 또는 전환이 용이한 촉매 기술을 개발한 것”이라며, “일산화탄소가 반응에 포함되는 다양한 전이금속 촉매 개발에 적용될 수 있어 큰 파장이 기대된다”고 설명했다.
이 연구 결과는 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society, 1월 17일)와 어카운트 오브 케미칼 리서치(Accounts of Chemical Research, 4월 10일)에 연이어 게재됐다.
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